L’espansione dell’Universo sta accelerando oppure serve un nuovo modello?

Questa è davvero la celebre domanda da un milione di dollari o, se preferite visto che siamo in Europa, un milione di euro. Non è davvero facile rispondere, solo le prossime ricerche ci potranno dire da quale parte guardare. Ma il progresso scientifico va avanti così, per tentativi ed errori. Fra Premi Nobel dati per scoperte che domani potrebbero essere superate per il medesimo meccanismo di autorevisione che li aveva distribuiti.
Questo giusto per ricordarci quanto sia incerto il pensiero umano che si dedica alle scoperte del Cosmo dove l’unica certezza è sapere di non essere certi  di sapere abbastanza.

 Nel 2011 Brian P. Schmidt e Adam Riess vinsero il Premio Nobel per la Fisica per aver scoperto che l’Universo stava accelerando la sua espansione al contrario di quanto fino ad allora era stato creduto. Il perché questo accada non è mai stato chiarito del tutto ma finora tutto suggerisce che sia la conseguenza di una costante cosmologica, indicata con la lettera greca Λ, capace di contrastare il collasso gravitazionale del contenuto dell’Universo. Già in passato mi sono cimentato nello spiegare per sommi capi come questa costante operi nel Modello Standard ΛCDM (Lambda Cold Dark Matter) [cite]https://ilpoliedrico.com/2016/07/zenone-olbers-lenergia-oscura-terza-parte.html[/cite] e quindi non credo sia opportuno tornarci sopra, ma di fatto tutto indica che una condizione di universo accelerato sia legata anche allo stato di falso vuoto che permette l’esistenza stessa della materia e di conseguenza la nostra di osservatori.
Per comprendere meglio come si è arrivati a capire che l’espansione dell’Universo sta accelerando, prendiamo ad esempio una SNa che con le dovute correzioni del caso, mostri uno spostamento verso il rosso (redshift) z di circa 0.1, pari a circa il 10% dell’età dellUniverso (1.38 miliardi di anni). Per una distanza così – relativamente – piccola la luminosità apparente osservata nelle SNe è in linea con il loro redshift e quanto prevede la normale Legge di Hubble. Per le distanze maggiori, supponiamo z0.5 (23 dell’età  dell’Universo) si osserva che la luminosità delle SNe 1a è più bassa del redshift indicato dal loro spettro. Questo indica che nel corso del tempo l’espansione dell’Universo è cambiata  e che pertanto l’affievolimento della luce delle SNe risulta più marcato e che devia dalla linearità della Legge di Hubble in funzione del tempo trascorso.  In soldoni, l’Universo si stava espandendo più lentamente in passato di quanto lo faccia oggi. La luce emessa quando l’Universo aveva 23 dell’età attuale ha dovuto percorrere più spazio per raggiungerci e quindi è più debole di quanto previsto dai modelli di universo senza alcuna costante cosmologica.

L’altro giorno però, uno studio apparso su Scentific Reports di Nature [cite]http://www.nature.com/articles/srep35596[/cite] sembrava rimettere in discussione che l’espansione dell’Universo stesse accelerando. In realtà non è proprio così, il senso dell’articolo a mio avviso non è stato compreso del tutto e di conseguenza anche la notizia è stata distorta.
In pratica gli autori della ricerca, tra cui figura anche l’italiano Alberto Guffanti dellUniversità di Torino, hanno suggerito che in base a un nuovo campione di 740 supernovae (SN) del tipo 1a  1 non possono esserci prove evidenti che l’espansione dell’Universo sta accelerando e che le nuove loro analisi sono consistenti piuttosto con un modello di espansione costante.

Gli altri studi che confermano l’attuale modello  ΛCBM

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Anisotropie di temperatura nella CMBR (± 200 microKelvin) rilevate dal satellite WMAP. Queste microvariazioni nella densità della materia sarebbero all’origine degli ammassi di galassie. La loro dimensione paragonata alle dimensioni degli ammassi di galassie successivi mostra che l’espansione dell’Universo sta accelerando.

Così, giusto per chiarire, che l’espansione dell’Universo stia accelerando non sono solo le misure fotometriche delle diverse supernovae a dirlo. Dall’anno della scoperta del fenomeno, il 1998, gli astronomi hanno cercato, e trovato, altre prove indipendenti a sostegno di questa tesi [cite]https://arxiv.org/abs/astro-ph/0604051v2[/cite], mentre nuove misure e ricalibrazioni delle candele standard suggeriscono che l’accelerazione potrebbe essere ancora più accentuata [cite]https://arxiv.org/abs/1604.01424[/cite].
Spiegare nel  dettaglio ognuno di questi porterebbe troppo lontano. Una di queste fa riferimento alle dimensioni dell’impronta delle oscillazioni acustiche dei barioni rilevate nella radiazione cosmica di fondo (CMBR) 2 e alla distribuzione delle dimensioni degli ammassi di galassie nel corso del tempo [cite]http://iopscience.iop.org/article/10.1086/466512/[/cite].
Altre conferme dell’attuale modello ΛCBM provengono dalla distribuzione di massa degli ammassi di galassie e perfino dal calcolo dell’età del1l’Universo [cite]https://arxiv.org/abs/1204.5493[/cite] [cite]http://www.cambridge.org/it/academic/subjects/astronomy/cosmology-and-relativity/formation-structure-universe[/cite].

Il  nuovo studio

L'effettto Sachs-Wolfe integrato.Credit: Istituto di astronomia dell'Università delle Hawaii

L’effettto Sachs-Wolfe integrato. Questo meccanismo potrebbe essere invocato per spiegare l’arrossamento locale della luce per effetto della gravità.
Credit: Istituto di astronomia dell’Università delle Hawaii

In realtà i ricercatori affermano appunto che stando alle loro ricerche basate su un numero molto maggiore di SNe le analisi – interpretate col modello attuale, quindi quello di un universo descritto per comodità di calcolo come esattamente omogeneo e che si comporta come un gas ideale, tenetelo a mente – dei dati indicano che esse non potrebbero fornire una prova certa dell’attuale modello. Gli amanti della statistica potrebbero trovare interessante che la distribuzione delle probabilità descritte da questo studio che questo Universo si trovi in uno stato di espansione accelerata è 3 σ (circa lo stesso o di poco minore ai 3 sigma).
Se questa ricerca fosse confermata, in proposito lo strumento CODEX presso l’European Extremely Large Telescope (E-ELT) dovrebbe poter presto indicare dove e cosa cercare, si aprirebbero nuove possibilità: come spiegare che le fluttuazioni acustiche dei barioni nella CMBR che riflettono quello che osserviamo oggi nell’Universo? E la distribuzione della massa degli ammassi di galassie? Un modello interessante per spiegare alternativamente quello che osserviamo nella luce delle SNe è l’effetto Sachs-Wolfe integrato [cite]https://ilpoliedrico.com/2012/09/energia-oscura-e-anisotropia-nella-radiazione-cosmica-di-fondo.html[/cite], un arrossamento della luce causato dalla curvatura locale dello spazio dovuta alla gravità.
Questa chiave di lettura porterebbe inevitabilmente al ripensamento dei modelli di universo non più intesi come oggetti esattamente omogenei  e isotropi ma più come spazio vuoto con un ruolo più marcato della componente massa/energia a livello locale. Gli autori della ricerca in fondo questo dicono: il modello a CDM corretto per tenere conto della componente repulsiva attribuita all’energia oscura e indicata come costante cosmologica Λ è vecchio e sorpassato dalle nuove scoperte e conoscenze. È ora che esso venga ripensato.

Nucleare, a chi serve?

Sono mesi che ci penso, forse ora è giunto il momento che mi occupi di scrivere un articolo su un tema spinoso e inquietante: l’uso della tecnologia nucleare civile per la produzione in grande scala di energia in Italia, ovvero il ritorno al nucleare.

Il sarcofago di Černobyl

Il 26 aprile 1986 alle ore 01:23:45 in Ucraina avveniva il più grande disastro nucleare civile della storia: il Disastro di Černobyl’. Non sto a raccontare come avvenne il disastro e quali erano le gravi carenze progettuali di quei reattori RBMK 1000 il cui scopo oltre che alla produzione civile di energia elettrica era quella di produrre il plutonio per costruire armi nucleari, piuttosto vorrei sottolineare che a seguito dell’ondata di panico che ne seguì soprattutto in Europa, l’8 e il 9 novembre 1987 In Italia venne celebrata una tornata referendaria con cinque quesiti, di cui ben tre erano indirizzati espressamente a bloccare ogni attività di sviluppo costruzione e l’esercizio delle attività delle centrali nucleari in Italia. È bene ricordare i quesiti, visto che molti votanti di oggi non li hanno vissuti e gli altri probabilmente manco se lo ricordano, comunque quello era un momento particolare, lo strumento referendario ancora funzionava e i partiti temevano quei momenti di partecipazione democratica.

Quesito numero uno

NORME CHE CONSENTONO DI COSTRUIRE CENTRALI NUCLEARI ANCHE SENZA IL CONSENSO DEI COMUNI E DELLE REGIONI

«Volete voi l’abrogazione del terz’ultimo comma dell’articolo unico della legge10 gennaio 1983, n.8: “Norme per l’erogazione di contributi a favore dei comuni e delle regioni sedi di centrali elettriche alimentate con combustibili diversi dagli idrocarburi”, comma che reca il seguente testo: “Qualora entro i termini fissati dall’articolo 2, secondo comma, della legge 2 agosto 1975, n. 393, non sia stata perfezionata la procedura per la localizzazione delle centrali elettronucleari, la determinazione delle aree suscettibili di insediamento è effettuata dal Cipe, su proposta del ministro dell’Industria, del commercio e dell’artigianato, tenendo presente le indicazioni eventualmente emerse nella procedura precedentemente esperita”?»

RISULTATI PRIMO QUESITO [1]
Elettori 45.869.897
Votanti 29.862.376
% Votanti 65,1
Astenuti 16.007.521
% sugli Elettori 34,9
Voti Validi RISPOSTA AFFERMATIVA 20.984.110
% 80,6
RISPOSTA NEGATIVA 5.059.819
% 19,4
<span style=”color: black;”>Totale 26.043.929
Voti non Validi Totale 3.818.447
% sui Votanti 12,8
Schede Bianche 2.536.648
% sui Votanti 8,5
Quesito numero due

NORME CHE PREVEDONO FINANZIAMENTO AI COMUNI E ALLE REGIONI CHE ACCETTANO CENTRALI NUCLEARI ED ALTRE ALIMENTATE DA COMBUSTIBILI DIVERSI DAGLI IDROCARBURI

«Volete voi l’abrogazione dell’articolo unico, primo comma, della legge 10 gennaio 1983, n.8: “Norme per l’erogazione di contributi a favore dei comuni e delle regioni sedi di centrali elettriche alimentate con combustibili diversi dagli idrocarburi”, limitatamente ai commi 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12?»

RISULTATI SECONDO QUESITO [1]
Elettori 45.870.230
Votanti 29.871.570
% Votanti 65,1
Astenuti 15.998.660
% sugli Elettori 34,9
Voti Validi RISPOSTA AFFERMATIVA 20.618.624
% 79,7
RISPOSTA NEGATIVA 5.247.887
% 20,3
Totale 25.866.511
Voti non Validi Totale 4.005.059
% sui Votanti 13,4
Schede Bianche 2.654.572
% sui Votanti 8,9
Quesito numero tre
NORME CHE CONSENTONO ALL’ENEL DI PARTECIPARE, IN ALTRI PAESI, ALLA REALIZZAZIONE E ALL’ESERCIZIO DI CENTRALI NUCLEARI, COME IL REATTORE AL PLUTONIO “SUPER-PHENIX”
«Volete voi l’abrogazione dell’articolo unico, primo comma, della legge 18 dicembre 1983, n. 856 recante: “Modifica dell’articolo 1, comma settimo, della legge 6 dicembre 1962, n. 1643, sull’istituzione dell’ente nazionale per l’energia elettrica”, limitatamente alle parole: “b) la realizzazione e l’esercizio di impianti nucleari”?»
RISULTATO TERZO QUESITO [1]
Elettori 45.849.287
Votanti 29.855.604
% Votanti 65,1
Astenuti 15.993.683
% sugli Elettori 34,5
Voti Validi RISPOSTA AFFERMATIVA 18.795.852
% 71,9
RISPOSTA NEGATIVA 7.361.666
% 28,1
Totale 26.157.518
Voti non Validi Totale 3.698.086
Schede Bianche 2.388.117
% sui Votanti 8

La centrale a policombustibile Alessandro Volta a Montalto di Castro (VT)

In seguito all’esito del referendum furono sospesi i lavori di costruzione della centrale di Trino 2 (Vercelli), furono definitivamente chiuse le centrali di Latina, di Caorso (Piacenza) e la Enrico Fermi sempre a Trino (Vercelli) e riconvertita la centrale di Montalto di Castro (Viterbo) in una centrale a policombustibile sfruttando le infrastrutture già esistenti e cambiando nome in Alessandro Volta.

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Schema di funzionamento di una centrale termonucleare (2)

La cosa curiosa di quest’ultima è che è la centrale più potente oggi in Italia ma anche che è poco utilizzata (circa 3.000 ore all’anno su un massimo teorico di 8.760). Infatti a fronte di una potenza totale lorda istantanea di 98 GW producibile in Italia, i picchi di consumo più alti sono stati raggiunti nel 2008 con 63 GW nell’estate, mentre la media dei consumi è all’incirca di 30-40 GW giornalieri. Ovviamente la potenza teorica non potrà mai essere raggiunta, impianti fermi per manutenzione, guasti temporanei alla rete di distribuzione etc… ma sarebbe anche giusto che alla gente venissero forniti questi dati visto che l’energia elettrica serve alla sopravvivenza della nostra civiltà moderna. Un’altra cosa importantissima spesso dimenticata quando si parla di generazione di energia elettrica è la necessità di avere la disponibilità di enormi quantità di acqua in prossimità delle centrali per la refrigerazione degli impianti stessi, per questo nei momenti di siccità la produzione elettrica può calare  anche considerevolmente, vista la necessità di raffreddare gli impianti. Su questo piccolo importantissimo punto una centrale nucleare soffre un grave handicap rispetto alle altre centrali più convenzionali: quest’ultime possono essere spente in pochissimo tempo, mentre una di tipo nucleare no, il rischio di non avere il necessario apporto d’acqua per raffreddare gli impianti è un pericolo per l’ambiente: oltre a esporre l’intero sistema a guasti e rotture esiste il più banale pericolo di riscaricare acqua calda (necessaria al sistema di condensazione) nell’ambiente, comportando seri rischi per l’habitat naturale, come è spesso avvenuto.

Il 28 maggio 1959 l’Organizzazione Mondiale per la Sanità (OMS) e l’ Agenzia Internazionale Energia Atomica (AIEA) firmarono un accordo di cooperazione e di consultazione preventiva su tutte le informazioni sanitarie riguardanti il tema nucleare: ovviamente poi è successo che questo accordo venisse usato poi dall’AIEA a suo esclusivo vantaggio per insabbiare e bloccare qualsiasi rapporto sui rischi reali sull’uso dell’energia atomica nel mondo: studi epidemiologici, statistici, analisi compromettenti etc.  [3]

Ma ora veniamo ai recenti fatti italiani che hanno spinto il Governo a ridiscutere il risultato referendario dell’87 rimandando ad un articolo successivo sulle alternative reali e immediatamente fattibili al ritorno del nucleare civile in Italia.
Le scuse fondamentali sono quella della necessità di diversificare la dipendenza energetica italiana ad altri Paesi che non siano gli abituali fornitori di gas naturale e petrolio, Russia e Libia principalmente ,e ovviamente il rispetto degli accordi internazionali di Kyoto e quelli con l’Unione Europea sulla riduzione delle emissioni di CO2 in seguito alla conferenza mondiale sul clima di Copenhagen (COP15).  Gli intenti sono nobili, però questi sono in contrasto sul piano previsto dall’UE di ridurre almeno del 20% le emissioni di gas serra rispetto ai livelli del 1990 per l’anno 2020.
Una centrale elettronucleare richiede una decina d’anni fra la costruzione e l’attivazione, ad esempio la centrale nucleare finlandese Olkiluoto-3 (primo reattore europeo EPR, come quelli che si vorrebbero costruire in Italia) fu approvata nel 2002 dal parlamento, i lavori iniziarono nel 2005 e forse finiranno nel 2012, passando da un budget inizialmente stimato di 2,5 miliardi di euro a oltre 5,3 miliardi previsti con un aumento di oltre il 200% del costo, che per mantenerlo basso sono stati dati in appalto a ditte esterne molti lavori di costruzione con l’effetto invece opposto: opere mal riuscite, errori di progettazione e di realizzazione, guasti etc.
L’EPR è un progetto della francese Areva, che ha recentemente perso la partnership con la tedesca Siemens AG che ha preferito allearsi con la russa Rosatom per lo sviluppo e la commercializzazione dei più economici  reattori come i VVER,  e che ha trovato nell’Enel un partner per  lo sbocco  sul mercato italiano che rientra nel nucleare soprattutto  dopo le commesse perse negli Emirati Arabi (20 miliardi di dollari).
Comunque a scanso di equivoci, il ritorno al nucleare in Italia era stato già previsto in un accordo firmato tra Edf e Enel il 24 febbraio 2009 mentre la legge che sancisce il ritorno al nucleare è la 99/2009 art. 25 e successivi promulgata il 23 luglio del 2009: se pensiamo che qualsiasi accordo (commerciale – politico) richiede lunghe trattative per essere firmato… come dire.. chi ha evidenti interessi puramente economici, anche a evidente discapito della salute pubblica  e dell’evidenza dell’impraticabilità di questa scelta  costosa, in questa pessima pagina di storia… si è portato avanti col lavoro.

[1] Le tabelle sono state tratte dal sito Zona Nucleare che a sua volta le aveva tratte direttamente dal sito del Governo Italiano, dove adesso la pagina interessata purtroppo non esiste più.
[2]  Fonte Wikipedia
[3] Fonte: Guardian (UK)
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